ES2141851T5 - Cable como medio de sustentacion para ascensores. - Google Patents

Abstract

EL CABLE (1) COMO MEDIO SOPORTE PARA ASCENSORES, QUE ESTA UNIDO CON UNA CABINA (13) O CON UN MEDIO DE RECEPCION DE CARGA, SE COMPONE DE FIBRAS DE PLASTICO. UN RECUBRIMIENTO (2) DE ENVOLTURA ABARCA UNA CAPA (3) DE LIZOS MAS EXTERIOR. EL RECUBRIMIENTO (2) DE ENVOLTURA SE COMPONE DE PLASTICO, CON PREFERENCIA DE POLIURETANO. LOS LIZOS (4) SON GIRADOS O IMPULSADOS A PARTIR DE FIBRAS (5) DE ARAMIDA INDIVIDUALES. CADA LIZO (4) INDIVIDUAL SE TRATA PARA LA PROTECCION DE LAS FIBRAS (5) CON UN MEDIO DE IMPREGNACION. ENTRE LA CAPA (3) DE LIZO MAS EXTERIOR Y LA CAPA (6) DE LIZO INTERIOR SE APLICA UNA CUBIERTA (7) INTERMEDIA REDUCTORA DE ROZAMIENTO. PARA OBTENER UNA CAPA (6) DE LIZO DE FORMA APROXIMADAMENTE CIRCULAR Y PARA ELEVAR EL GRADO DE RELLENO SE COMPLETAN LOS HUECOS CON LIZOS (9) DE RELLENO. EL OBJETIVO DEL RECUBRIMIENTO (2) DE ENVOLTURA SE COMPONE DE TAL MODO, QUE EL VALOR DE ROZAMIENTO DESEADO SE GARANTIZA CON RESPECTO AL DISCO DE ACCIONAMIENTO Y LOS LIZOS SE PROTEGEN DE DAÑOS MECANICOS Y TERMICOS MEDIANTE RADIACION UV. LA CARGA SE APLICA CON ELLO EXCLUSIVAMENTE A PARTIR DE LOS LIZOS (4). EL CABLE (1) CONSTITUIDO DE FIBRAS (5) DE AMIDA MUESTRA EN SECCION TRANSVERSAL IGUAL EN COMPARACION A LOS CABLES DE ACERO UNA CAPACIDAD DE SUSTENTACION ESENCIALMENTE ELEVADA Y SOLAMENTE UN QUINTO HASTA UN SEXTO DE SU PESO ESPECIFICO.

Description

Cable como medio de sustentación para ascensores.

La invención se refiere a un cable como medio de sustentación para ascensores, estando un extremo del cable unido a una cabina o un medio de soporte de carga, cable cuyos cordones sustentadores consisten en fibras de aramida y están rodeados por una camisa de plástico cerrada en todo el perímetro.

Hasta la fecha, en la construcción de ascensores se han utilizado cables de acero unidos a las cabinas o los medios de soporte de carga y a contrapesos, en el caso más sencillo 1:1. Sin embargo, la utilización de cables de acero implica algunas desventajas. El elevado peso propio del cable de acero impone límites a la altura de elevación de una instalación de ascensor. Por otra parte, el coeficiente de rozamiento entre la polea motriz metálica y el cable de acero es tan bajo que ha de aumentarse mediante diferentes medidas, como formas de garganta especiales o revestimientos de garganta especiales en la polea motriz, o mediante aumento del ángulo de abrazamiento. Además, el cable de acero actúa como puente acústico entre el accionamiento y la cabina de ascensor, lo que significa una disminución de la comodidad de viaje. Para reducir estos efectos no deseados se requieren medidas constructivas costosas. Además, los cables de acero soportan una cantidad menor de ciclos de flexión que los cables de fibras sintéticas, están expuestos a la corrosión y han de ser sometidos a mantenimiento regularmente.

En el documento CH-PS 495 911, se da a conocer un anillo de forro para el revestimiento de las gargantas de poleas de cables metálicos de funiculares aéreos y ascensores, que consiste en un material elástico para amortiguar los ruidos y proteger los cables metálicos. Para asegurar una mejor disipación del calor interno, el anillo de forro está constituido por varios segmentos individuales distanciados entre sí. La distancia entre los segmentos individuales compensa la dilatación del anillo de forro resultante del calentamiento. En caso de carga por el cable metálico, el material elástico puede desviarse en las entalladuras, con lo que se descarga hasta cierto punto, de modo que tampoco se producen fisuras en la garganta de polea. En caso de desgastes locales del anillo de forro han de cambiarse segmentos individuales.

Además, en la invención antes descrita, como medio de sustentación se utiliza un cable de acero que presenta las desventajas mencionadas al principio. Por otra parte, debido a la escasa longitud de la superficie de rodadura de la polea en relación con la longitud del cable de acero, el forro elástico se desgasta mucho y ha de ser sustituido con frecuencia, lo que implica un coste de mantenimiento elevado.

En el documento DE 24 55 273, se da a conocer un cable de grúa de plástico que, según se dice, tiene una vida útil prolongada, particularmente en caso de marcha continua sobre poleas pequeñas. Cordones de plástico sustentadores individuales se trenzan formando un cable y se rodean con una camisa de plástico tubular.

El cable arriba descrito no puede utilizarse en la práctica como medio de sustentación accionado para ascensores o cargas. Con la camisa tubular que rodea los cordones no se puede ejercer ninguna tracción. La fuerza de cohesión entre la camisa tubular y los cordones es tan pequeña que la carga debería ser soportada principalmente por la camisa, lo que conduciría a desplazamientos no controlables de la camisa y, con ello, en poco tiempo la camisa se rompería y el cable se desmoronaría. Del mismo modo, al accionar el cable sobre la polea motriz solo se mueve la camisa, los cordones permanecen quietos. Además, en caso de carga, los grandes espacios huecos entre los cordones conducen a una deformación del cable, los cordones se desplazan entre sí, el cable se retuerce y, cuando la carga deja de actuar, el cable salta y se sale de la garganta de la polea motriz.

El documento EP 0 168 774 da a conocer un cable construido con fibras de aramida. Las fibras de aramida están torcidas en haces e impregnadas de resina de poliuretano. Los haces están envueltos con un tejido. Varios elementos obtenidos de este modo se trenzan entre sí y se endurecen para formar un cable de fibras de aramida. Este cable es adecuado para soportar altas fuerzas de tracción y cargas de flexión.

El documento US4624097 da a conocer un cable de fibras sintéticas con fibras de aramida, en el que las fibras de aramida están dispuestas en haces de forma desplazable paralelamente en posición adyacente, y los elementos así formados están trenzados formando cordones. Con varios de estos cordones se forma un cable, que se provee de una camisa extrudida. Este cable es especialmente adecuado para la transmisión de fuerzas de tracción elevadas, como las que se producen por ejemplo con el desplazamiento de cabinas de ascensor. Según se dice, también es adecuado para soportar grandes esfuerzos de flexión.

La invención tiene por objeto optimizar un cable de fibras de aramida como medio de sustentación para ascensores. Este objetivo se resuelve mediante la invención caracterizada en la reivindicación 1.

Con las medidas indicadas en las subreivindicaciones pueden realizarse perfeccionamientos ventajosos y mejoras del cable de fibras de aramida descrito en la reivindicación 1.

En los dibujos se muestra un ejemplo de realización de la invención, que se explica más detalladamente a continuación. Los dibujos muestran:

- Figura 1. Sección transversal de un cable de fibras de aramida según la invención.

- Figura 2. Vista en perspectiva del cable de fibras de aramida según la invención.

- Figura 3. Representación esquemática de una instalación de ascensor.

- Figura 4. Representación esquemática de una instalación de ascensor con una disposición de poleas 2:1.

- Figura 5. Sector de una polea motriz con un cable de fibras de aramida según la invención sobre ella, en sección transversal.

La figura 1 muestra una sección transversal de un cable de fibras de aramida 1 según la invención. Una camisa 2 rodea una capa de cordones exterior 3. La camisa 2 de plástico, preferentemente poliuretano, aumenta el coeficiente de rozamiento del cable 1 sobre la polea motriz. La capa de cordones exterior 3 ha de mostrar una fuerza de cohesión con respecto a la camisa 2 suficientemente alta para que ésta no se desplace o forme recalcaduras por las fuerzas de empuje que se producen en caso de carga del cable 1. Esta fuerza de cohesión se logra en la medida en que la camisa de plástico 2 se aplica por proyección (extrusión), de modo que todos los espacios entre los cordones 4 se rellenan y se forma una gran superficie de sujeción. Los cordones 4 consisten en fibras de aramida 5 individuales torcidas o retorcidas. Para proteger las fibras 5, cada cordón individual 4 se trata con un medio de impregnación, por ejemplo una solución de poliuretano. La capacidad de flexión alternante del cable 1 depende de la proporción del poliuretano en cada cordón 4. Cuanto mayor es la proporción de poliuretano, mayor es la capacidad de flexión alternante. Sin embargo, a medida que aumenta la proporción de poliuretano disminuyen la capacidad de carga y el módulo de elasticidad del cable de fibras de aramida 1. Dependiendo de la capacidad de flexión alternante deseada, la proporción de poliuretano para la impregnación de los cordones 4 puede oscilar, por ejemplo, entre el diez y el sesenta por ciento. Los cordones individuales 4 también pueden protegerse convenientemente con una camisa trenzada de fibras de poliéster.

Para evitar en la polea motriz un desgaste de los cordones por frotamiento mutuo, entre la capa de cordones exterior 3 y la capa de cordones interior 6 está dispuesta una camisa intermedia antifricción 7. El mismo efecto antifricción puede lograrse mediante tratamiento con silicona de los cordones 4 que se encuentran debajo. De este modo se consigue que en la capa de cordones exterior 3 y en las capas de cordones interiores 6, que en caso de flexión del cable en la polea motriz realizan la mayor parte de los movimientos relativos, el desgaste sea pequeño.

A diferencia de los cables previstos simplemente para retención, los cables de ascensores han de trenzarse o retrenzarse de forma muy compacta y sólida para que no se deformen sobre la polea motriz o comiencen a girar a causa de la torsión propia o desviación. Por ello, los huecos y espacios vacíos entre las capas individuales de los cordones 4 se rellenan con cordones de relleno 9, que actúan como soporte contra los otros cordones 4 para lograr una capa de cordones 6 prácticamente circular y aumentar el grado de relleno. Estos cordones de relleno 9 son de plástico, por ejemplo de poliamida.

Las fibras de aramida 5, que consisten en cadenas moleculares orientadas en alto grado, presentan una elevada resistencia a la tracción. Sin embargo, al contrario que el acero, la fibra de aramida 5 tiene una resistencia al cizallamiento más bien reducida debido a su estructura atómica.

Por este motivo, para fijar los extremos de cables de fibras sintéticas 1 no pueden utilizarse garras de unión de cable de acero convencionales, ya que las fuerzas de apretadura que actúan en estos componentes reducen en gran medida la carga de rotura del cable 1. El documento PCT/CH94/00044, ya ha dado a conocer una unión de extremo de cable adecuada para cables de fibras sintéticas 1.

La figura 2 muestra una representación en perspectiva de la estructura del cable de fibras de aramida 1 según la invención. Los cordones 4, formados por fibras de aramida 5 torcidas o retorcidas, junto con los cordones de relleno 9 se trenzan por capas a la izquierda o a la derecha alrededor de un alma 10. Entre una capa de cordones interior y la capa de cordones exterior 3 se dispone la camisa intermedia antifricción 7. La capa de cordones exterior 3 se cubre con la camisa 2. Para determinar un coeficiente de rozamiento definido, la superficie 11 de la camisa 2 puede realizarse de forma estructurada. La función de la camisa 2 consiste en asegurar el coeficiente de rozamiento deseado con respecto a la polea motriz y proteger los cordones 4 de daños mecánicos y químicos y de radiación UV. La carga es soportada exclusivamente por los cordones 4. En comparación con un cable de acero, el cable 1 constituido por fibras de aramida 5, a igualdad de secciones transversales, presenta una capacidad de carga considerablemente mayor y sólo entre una quinta y una sexta parte de su peso específico. Por lo tanto, para una capacidad de carga igual, el diámetro de un cable de fibras de aramida 1 es menor que el de un cable de acero convencional. Mediante la utilización de los materiales arriba mencionados, el cable 1 está completamente protegido contra la corrosión. Ya no es necesario el mantenimiento que requerían los cables de acero, por ejemplo para engrasarlos.

Otro tipo de realización del cable de fibras de aramida 1 consiste en una configuración diferente de la camisa 2.

La figura 3 muestra una representación esquemática de una instalación de ascensor. Un motor de accionamiento 14 con una polea motriz 15 acciona a través del cable de fibras de aramida 1 según la invención una cabina 13 conducida por una caja de ascensor 12. En el otro extremo del cable 1 está suspendido un contrapeso 16 como órgano de compensación. El coeficiente de rozamiento entre el cable 1 y la polea motriz 15 se dimensiona de modo que, estando el contrapeso 16 apoyado sobre un amortiguador 17, la cabina 13 no pueda continuar el movimiento ascendente. La fijación del cable 1 a la cabina 13 y al contrapeso 16 se hace mediante uniones de extremo de cable 18.

La figura 4, muestra una representación esquemática de una instalación de ascensor con una disposición de poleas 2:1. En esta disposición, las uniones de extremo de cable 18 para el cable de fibras de aramida 1 no se encuentran en la cabina 13 y el contrapeso 16, sino que ambas están fijadas en el extremo superior 19 de la caja.

La figura 5 muestra el cable de fibras de aramida 1 según la invención, sobre la polea motriz 15, en sección transversal. La garganta 20 de la polea motriz 15 acoplada al motor de accionamiento 14 del ascensor, tiene preferentemente forma semicircular para una adaptación óptima del cable 1. Dado que el cable 1 bajo carga se deforma un poco sobre la superficie de apoyo, también se puede optar por una garganta con forma oval. Estas formas de garganta sencillas se pueden utilizar porque la camisa de plástico 2 genera un coeficiente de rozamiento suficientemente grande. Al mismo tiempo, gracias al alto coeficiente de rozamiento, se puede reducir el ángulo de abrazamiento del cable 1 a la polea motriz 15. La forma de la garganta de la polea motriz 15 puede ser igual para ascensores con capacidades de carga distintas, dado que el coeficiente de rozamiento se determina mediante la estructura superficial 11 y el material de la camisa 2. De este modo, en casos particulares también puede reducirse un rozamiento excesivo para impedir el transporte de la carga cuando el contrapeso está apoyado sobre el amortiguador (prueba de apoyo). Además, las dimensiones de la polea motriz 15 se pueden reducir gracias al pequeño diámetro del cable de fibras de aramida 1 y la posibilidad correspondiente de un diámetro menor de la polea motriz. Un diámetro menor de la polea motriz conduce a una reducción del momento de accionamiento-giro y, con ello, a un menor tamaño del motor. También se simplifica y abarata considerablemente la producción y almacenamiento de las poleas motrices 15. Gracias a la gran superficie de apoyo del cable 1 en la garganta 20, las presiones superficiales también son menores, lo que prolonga de forma considerable la vida útil del cable 1 y la polea motriz 15. Además, el cable 1 de fibras de aramida 5 no permite la transmisión de las frecuencias que salen de la polea motriz 15. De este modo no se produce la excitación de la cabina 13 a través del cable 1, que reduce la comodidad de viaje.

Mediante el coeficiente de rozamiento elevado, el ángulo de abrazamiento reducido y el bajo peso del cable de fibras de aramida 1, se pueden realizar otras reducciones en el área de los accionamientos. Los momentos de arranque o de giro necesarios y los momentos en el árbol de los motores reductores disminuyen de forma notable. Por consiguiente, también disminuyen las corrientes de arranque o el consumo de energía global. Esto permite a su vez una reducción del tamaño de los motores y los engranajes, y de los transformadores que alimentan los motores.

Claims (4)

1. Cable (1) como medio de sustentación para ascensores, estando un extremo del cable unido a una cabina (13) o un medio de soporte de carga, cable (1) cuyos cordones sustentadores (4) consisten en fibras de aramida y en el que los cordones sustentadores (4) de la capa de cordones exterior (3) están rodeados por una camisa (2) de plástico cerrada por todo el contorno, estando el cable de fibras de aramida (1) unido por su otro extremo a un contrapeso y siendo accionado a través de una polea motriz, camisa (2) de plástico del cable de fibras de aramida (1) que también rellena los espacios entre los cordones de sustentación (4) de la capa de cordones exterior (3) desde el lado del perímetro exterior del cable; consistiendo los cordones (4) en fibras de aramida (5) individuales torcidas o retorcidas; estando impregnado cada cordón (4) individual con solución de poliuretano, de modo que presenta una proporción de poliuretano entre el diez y el sesenta por ciento; y estando dispuesta una camisa intermedia antifricción (7) de plástico entre la capa de cordones exterior (3) y una capa de cordones interior (6).

2. Cable (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque la camisa (2) es de poliuretano.

3. Cable (1) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque una superficie (11) de la camisa (2) es lisa.

4. Cable (1) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la superficie (11) de la camisa (2) está realizada de forma estructurada.